2. Проектирование осушительной сети в вертикальной плоскости

Цель занятий: отработка навыков определения одного из параметров каналов регулирующей и проводящей сетей.

Материальное обеспечение занятий: информация по рельефу (топокарта М 1:10 000) и почвенно-гидрологическим изысканиям (методические разработки).

Построение продольных профилей надо начинать с осушителей, а затем уже строить продольные профили собирателей и магистрального канала. Для построения профиля следует выбирать осушитель, впадающий в проводящий канал, на который составляется профиль.

Перед построением профилей надо установить проектную глубину каналов, знать допустимые и оптимальные уклоны для каналов. Минимальные глубины осушителей приводятся в табл. 5

Таблица 5 - Минимальная глубина осушителей

Мощность торфа, м	Проектная глубина осушителей с учетом 25% осадки торфа	Минимальная установившаяся глубина осушителей, м
0,1 — 0,5	0,9 — 1,0	0,8 — 0,9
от 0,5 до 1,3	1,2	1,0
более 1,3	1,3	1,0

Минимальная глубина осушителей принимается на заболачивающихся вырубках, в ольховых насаждениях и на объектах с атмосферным питанием в зоне неустойчивого увлажнения при выполнении работ преимущественно плужными каналокопателями.

Увеличение глубины каналов для компенсации осадки торфа можно принимать в следующих пределах (% проектной глубины канала) для торфов плотных — на 10 — 15, средней плотности — на 15 — 20, средней рыхлости — на 20 — 25, рыхлого — на 25 — 40.

Глубина проводящих каналов определяется условиями сопряжения с дном регулирующих каналов. Дно каждого младшего канала сопрягается со старшим на уровне меженного горизонта воды в последнем (от 0,05 до 0,25 м).

Глубина нагорных каналов проектируется не более 1,3 м. Глубина ловчих каналов определяется положением водоупора, но не должна превышать 2,0 м.

При проектировании глубины осушителей, проводящих и оградительных каналов, кроме указанного, нужно учитывать следующее:

а) при залегании под торфяным или песчаным грунтом глины или суглинков дно каналов следует врезать в них на 0,15 — 0,20 м, при залегании под торфяным или глинистым грунтом песка или супеси рекомендуется заглубление дна канала в них на 0,1 м, при этом следует учитывать заиление каналов и не допускать отклонения от глубин, указанных в табл. 5 более чем на 0,20 м;

б) на болотах с глубиной торфа до 2.0 м рекомендуется врезать дно магистрального канала в минеральный грунт на глубину, указанную в п. “а”.

Уклон дна регулирующих каналов должен быть близким уклону поверхности земли, но не менее 0.0003. Допускается повышение максимальных уклонов до 0.01 при незначительных площадях водосбора и до 0.02 при незначительных площадях водосборов на морене.

При проектировании проводящих каналов в вертикальной плоскости необходимо:

а) уклон поверхности воды в каналах должен быть близким к уклону местности и не превышать максимально-допустимого (i _max), определяемого по формуле:

i_max, (2.1)

где V — допустимая неразмывающая скорость, м/сек;

С — коэффициент Шези;

R — гидравлический радиус при полном наполнении канала, м;

б) для предупреждения заиления канала минимальный уклон принимать не менее рассчитанного по формуле А.С. Гришкана:

i_min , (2.2)

где А — коэффициент, зависящий от среднего диаметра частиц грунта и принимается равным:

при d 0,05 мм (суглинки, супеси) — А = 0,33,

при d от 0,05 до 0,07 (пески мелкозернистые) — А= 0,44,

при d0,07 (пески средне- и крупнозернистые, гравелистые) — А=0,55;

W — площадь поперечного сечения (м² );

R — гидравлический радиус (м) канала при пропуске меженного расхода.

в) принимать минимальный уклон дна каналов, гидравлически не рассчитываемых, не менее 0,0003.

Отметки поверхности по оси канала вычисляют по отметкам горизонталей. Для этого на плане по оси канала (для которого строится профиль) разбивают пикеты через 100 м, начиная от устья канала. Дальше по отметкам горизонталей вычисляют отметки поверхности на каждом пикете с точностью до 0,01 м. Отметки пикетов, расположенных между горизонталями, вычисляют интерполяцией. Построение продольного профиля осушителя или собирателя начинают с вычерчивания на миллиметровой бумаге семи граф шириной 1 см каждая. Название граф помещают слева.

Вычисленные и записанные в графу отметки поверхности откладывают в выбранном масштабе вверх от верхней графы (линии). Отметку линии принимают с таким расчетом, чтобы ординаты профиля имели высоту 6 — 12 см. После того, как отметки всех пикетов отложены, полученные точки соединяют прямыми линиями и строят продольный профиль поверхности канала.

Затем проектируют дно канала, которое по возможности должно иметь по всей длине одинаковый уклон, т.е. надо стремиться как можно меньше менять уклон дна. В то же время важно, чтобы глубина на отдельных пикетах поверхности меньше отличалась от установленной проектной глубины.

При наиболее простом случае проектирования (один уклон дна) в устье канала (нулевой пикет) и вверху (на последнем пикете канала) от отметки поверхности откладывают глубину канала, полученные точки соединяют прямой линией и определяют уклон дна.

При малом и однообразном уклоне поверхности глубину канала в устье увеличивают, а в верхнем конце несколько уменьшают по сравнению с проектной глубиной, чтобы довести уклон дна до допустимого. Если профиль поверхности по оси канала резко меняется по длине, то его разбивают на несколько частей и для каждой проектируют с разными уклонами.

После проведения линии дна вычисляют отметки дна. Отметки определяют с точностью до 0,01 м, а уклоны — до двух значащих цифр. Отметки дна на крайних пикетах (или точках перегиба) определяют вычитая из отметок поверхности глубину канала. На остальных пикетах отметки дна вычисляются. Для этого уклон дна умножают на величину расстояния между пикетами и полученное превышение прибавляют к отметке предыдущего пикета.

По разности отметок поверхности земли и дна канала определяют глубины каналов по всем промежуточным пикетам. Если при этом окажется, что на отдельных сечениях глубина канала будет меньше минимальной, то изменяют положение линии дна в сторону углубления канала. Если уклон больше допустимого, то уменьшают глубину канала в устье и несколько увеличивают глубину канала в его верхней части.

На продольном профиле собирателя (магистрального канала) показывают отметки устьев дна впадающих осушителей (собирателей). Линию дна проводят ниже отметок устьев осушителей на величину бытового горизонта воды.

При очень больших уклонах поверхности земли по оси канала проектируют перепады в виде вертикальных стенок (уступов) высотой до 1 м или быстротоки в виде наклонных лотков с уклоном 0,1. Перепады и быстротоки крепят плетнем, жердями, досками, бетоном и др.

Рекомендуется продольный профиль вычерчивать тушью: проектные линии (дно канала, отметки и уклоны дна и глубина канала) — красным, воды — синим, а все остальное — черным.